ผู้ติดต่อใหม่ช่วยให้คุณเห็นแสงอินฟราเรด – แม้จะปิดตาของคุณ

Elizabeth Gibney และนิตยสารธรรมชาติ

มนุษย์มีวิธีใหม่ในการดูแสงอินฟราเรดโดยไม่จำเป็นต้องใช้แว่นตายามค่ำคืนที่ซุ่มซ่าม นักวิจัยได้ทำคอนแทคเลนส์แรกเพื่อถ่ายทอดมุมมองอินฟราเรด – อุปกรณ์สามารถทำงานได้แม้ว่าผู้คนจะหลับตา

ทีมงานประดิษฐ์นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน (USTC) โดยการฉีดอนุภาคนาโนลงในอนุภาคนาโนการแปลงแสงอินฟราเรดใกล้เป็นความยาวคลื่นที่สั้นลงแสงที่มองเห็นได้ในช่วง 800-1,600 นาโนเมตรซึ่งมนุษย์สามารถมองเห็นได้ในช่วง 400-700-700-700 นักวิจัยประเมินว่าราคาของเลนส์อยู่ที่ประมาณ $ 200 ต่อคู่

เทคโนโลยีมีรายละเอียดในเซลล์เมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม “เจ๋งมากเหมือนบางสิ่งในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์” Xiaomi Li นักเคมีจาก Fudan University ในเซี่ยงไฮ้ประเทศจีนกล่าว เขาเสริมว่ามันเปิดขึ้น“ ความเป็นไปได้ใหม่ ๆ ที่จะเข้าใจโลกรอบตัวเรา”

สนับสนุนข่าวทางวิทยาศาสตร์

หากคุณชอบบทความนี้ให้พิจารณาสนับสนุนวารสารศาสตร์ที่ได้รับรางวัลของเรา การสมัครสมาชิก ด้วยการซื้อการสมัครสมาชิกคุณสามารถช่วยให้มั่นใจถึงอนาคตของเรื่องราวที่มีอิทธิพลเกี่ยวกับการค้นพบและแนวคิดเกี่ยวกับโลกปัจจุบัน

ข้อดีและข้อเสีย

แสงใกล้อินฟราเรดตั้งอยู่นอกช่วงความยาวคลื่นที่มนุษย์สามารถตรวจจับได้ สัตว์บางตัวสามารถสัมผัสแสงอินฟราเรดได้แม้ว่ามันอาจจะไม่เพียงพอที่จะสร้างภาพ

แว่นตามองเห็นตอนกลางคืนช่วยให้มนุษย์เห็นรังสีอินฟราเรด แต่มีขนาดใหญ่และต้องการอำนาจในการทำงาน เลนส์ใหม่หลีกเลี่ยงข้อ จำกัด เหล่านี้ในขณะที่ยังให้ภาพอินฟราเรดหลายสีที่ร่ำรวยของแว่นตามองเห็นตอนกลางคืนที่ทำงานในระดับสีเขียวขาวดำที่มักจะไม่

อย่างไรก็ตามเลนส์มีข้อบกพร่องของตัวเอง เนื่องจากอนุภาคนาโนที่ฝังอยู่ในแสงกระจายแสงภาพที่สร้างโดยเลนส์จะเบลอ ทีมแก้ไขบางส่วนโดยการใส่เทคโนโลยีเข้าไปในแก้วเพื่อเปลี่ยนเส้นทางแสง ยิ่งไปกว่านั้นซึ่งแตกต่างจากแว่นตากลางคืนมันขยายแสงเพื่อตรวจจับสัญญาณอินฟราเรดระดับต่ำและเลนส์ช่วยให้ผู้ใช้เห็นสัญญาณอินฟราเรดที่แข็งแกร่งเท่านั้นเช่นสัญญาณที่ปล่อยออกมาโดยไดโอดเปล่งแสง (LED)

ด้วยเหตุผลเหล่านี้นักวิจารณ์บางคนเชื่อว่าเลนส์เหล่านี้จะไม่พิสูจน์ว่ามีประโยชน์ “ ฉันไม่สามารถนึกถึงแอปพลิเคชั่นใด ๆ ที่ทำให้แว่นตาอินฟราเรดได้ง่ายขึ้น “วิวัฒนาการหลีกเลี่ยงสิ่งนี้และมีเหตุผลที่ดี”

อย่างไรก็ตามผู้เขียนเชื่อว่าเลนส์ของพวกเขาสามารถปรับให้เหมาะสมต่อไปได้และการใช้สิ่งประดิษฐ์ที่เป็นไปได้หลายอย่างนั้นคาดการณ์ล่วงหน้า ตัวอย่างเช่นผู้สวมใส่จะสามารถอ่านเครื่องหมายต่อต้านการระเบิดที่ปล่อยความยาวคลื่นอินฟราเรด แต่มองไม่เห็นดวงตาของมนุษย์ Yuqian Ma นักประสาทวิทยาของ USTC กล่าว

ลีผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการทำงานมีความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่ง: แพทย์ที่ทำการผ่าตัดเรืองแสงอินฟราเรดใกล้อินฟราเรดอาจสวมเลนส์เหล่านี้เพื่อตรวจจับและมะเร็งที่ชัดเจนโดยตรง“ โดยไม่ต้องพึ่งพาอุปกรณ์แบบดั้งเดิมขนาดใหญ่”

“ ช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้น”

ในการสร้างคอนแทคเลนส์นักวิทยาศาสตร์ที่สร้างจากการศึกษาก่อนหน้านี้ซึ่งพวกเขาให้การมองเห็นของหนูอินฟราเรดโดยการฉีดอนุภาคนาโนเข้าไปในเรตินาของสัตว์ ในครั้งนี้พวกเขาใช้วิธีการรุกรานและเพิ่มอนุภาคนาโนที่ทำจากโลหะหายากรวมถึง Ytterbium และ Erbium เพื่อสร้างซุปส่วนประกอบโพลิเมอร์เลนส์อ่อนซึ่งได้รับการทดสอบอย่างปลอดภัย

Jack Ma กล่าวว่าความท้าทายหลักคือการบรรจุอนุภาคนาโนให้เพียงพอลงในเลนส์เพื่อแปลงแสงอินฟราเรดให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ซึ่งตรวจพบได้โดยไม่มีสิ่งอื่นใดที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางแสงของเลนส์รวมถึงความโปร่งใส

การทดสอบที่ดำเนินการในหนูแสดงให้เห็นว่าสัตว์ที่สวมใส่เลนส์มีแนวโน้มที่จะเลือกกล่องดำที่ถือว่า “ปลอดภัย” และแสงอินฟราเรดนั้นสว่างขึ้นด้วยแสงอินฟราเรดและหนูที่ไม่มีเลนส์ไม่ได้รับการสนับสนุนจากกล่องทั้งสอง มนุษย์ที่สวมใส่เลนส์สามารถมองเห็นแสงอินฟราเรดที่กะพริบจากไฟ LED เพียงพอที่จะรับสัญญาณรหัสมอร์สและรู้สึกว่าสัญญาณมาจากไหน ประสิทธิภาพของเลนส์ดีขึ้นเมื่อผู้เข้าร่วมหลับตาเนื่องจากแสงอินฟราเรดใกล้เข้ามาแทรกซึมได้ง่ายในขณะที่แสงที่มองเห็นได้อาจรบกวนการก่อตัวของภาพทำให้เกิดผลลัพธ์ที่น้อยลง

“ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นในการเป็นพยานในการสวมคอนแทคเลนส์และประสบความสำเร็จในการเห็นกะพริบอินฟราเรด” แจ็คมากล่าว

ตอนนี้ทีมวางแผนที่จะหาวิธีในการเก็บอนุภาคนาโนมากขึ้นในเลนส์และหวังว่าจะพัฒนาอนุภาคที่สามารถแปลงแสงด้วยประสิทธิภาพที่สูงขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความไวของเทคโนโลยี มีการกล่าวทันทีว่า: “เราได้เอาชนะข้อ จำกัด ทางสรีรวิทยาของการมองเห็นของมนุษย์ราวกับว่าเราได้เปิดหน้าต่างใหม่อย่างสมบูรณ์สู่โลก”

บทความนี้ทำซ้ำโดยได้รับอนุญาต เผยแพร่ครั้งแรก 22 พฤษภาคม 2025